Disponibilidade de silicio em diferentes fontes

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DISPONIBILIDADE DE SILÍCIO EM DIFERENTES FONTES AVAILABLE SILICON IN DIFFERENT SOURCES Hamilton Seron PEREIRA1; Gaspar Henrique KORNDORFER2; Caroline Borges dos REIS3; Gilberto Fernandes CORREA2 RESUMO: Um método de extração de silício (Si) em fontes contendo este elemento foi desenvolvido visando quantificar o Si potencialmente aproveitável pelas plantas. O método baseia-se na dissolução dos materiais contendo Si em meio alcalino usando Na2CO3 + NH4NO3 como extrator. Para este estudo foram utilizados diferentes tempos de agitação (1, 3, 6 e 12 horas), diferentes concentrações do extrator (10 + 16 g dm-3, 30 + 48 g dm-3, 50 + 80 g dm-3 e 100 + 160 g dm-3 de Na2CO3 + NH4NO3 respectivamente) e diferentes tempos de contato da solução extratora com o fertilizante (1h, 1, 2, 5, 9, 14 e 21 dias), para avaliar a melhor condição de extração. Simultaneamente, foi conduzido um experimento em casa de vegetação, com o cultivo de arroz inundado e com a aplicação de 125 kg ha-1 de Si total, utilizando 12 diferentes fontes de Si. O tempo de agitação de 3 horas se mostrou superior estatisticamente aos demais, mas o tempo de agitação não foi fundamental na determinação do Si quando se comparou sua liberação em função do tempo de repouso. As concentrações de 10 + 16 g dm-3 e 30 + 48 g dm-3 de Na2CO3 + NH4NO3 mostraram-se as mais promissoras na extração de Si; por isso a menor concentração (10 + 16 g dm-3) foi escolhida para avaliar as fontes quanto ao tempo de repouso. Durante o período de repouso, verificou-se que todas as fontes apresentaram aumento na liberação de Si ao longo do tempo, sendo que entre os dias 5 e 9 foi o período que apresentou melhor correlação entre o Si extraído pelo arroz e o Si recuperado na análise das várias fontes. A extração de Si com Na2CO3 + NH4NO3 das fontes contendo Si representa elevado grau de confiabilidade do potencial de liberação deste elemento no solo e aproveitamento pelas plantas. UNITERMOS: Extração de silício, Arroz, Método de extração, Silicatos, Escórias. INTRODUÇÃO Várias escórias têm sido sugeridas para uso na agricultura com o objetivo de suprir as plantas com silício (Si), principalmente para as culturas de arroz, cana-deaçúcar e pastagens (SAVANT et al., 1999, BARBOSA FILHO et al, 2000). A determinação do Si disponível em fertilizantes e corretivos não é feita pelos laboratórios no Brasil, nem tampouco consta da Legislação Brasileira de Fertilizantes (BRASIL, 1982). No Japão, a extração química com ácido clorídrico (HCl) 0,5 mol dm-3 tem sido, tradicionalmente, usada na avaliação do Si “disponível” em escórias (NATIONAL INSTITUTE OF AGROENVIRONMENTAL SCIENCES - NIAES, 1987). Todavia, este método de extração freqüentemente falha na estimativa da quantidade de Si “disponível” em escórias

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(TAKAHASHI, 1981; KATO; OWA, 1997). Recentemente, foram sugeridos outros métodos de extração tais como a resina trocadora de cátion. Este método, até o momento, é o que vem apresentando as melhores correlações entre a quantidade de Si extraída e a quantidade recuperada pela planta (KATO; OWA, 1997). Um método que vem apresentando boas correlações entre a avaliação da solubilidade dos silicatos e a quantidade de Si recuperada pelas culturas é o da “lixiviação” (SNYDER, 2001) porém, além de ser trabalhoso, não quantifica o Si solúvel, apenas estima o Si “disponível”. O Si em solução comporta-se como um ácido fraco (H4SiO4), de tal forma que mesmo em pH 7,0 apenas 2 mg kg-1 do ácido H4SiO4 está ionizado na forma carregada negativamente, H3SiO4- sendo que o grau de ionização aumenta com a elevação do pH (MCKEAGUE; CLINE,

Adjunto, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal de Goiás. Professor Titular, Instituto de Ciências Agrárias, Universidade Federal de Uberlândia. Graduando do curso de Agronomia, Universidade Federal de Uberlândia. Received 05/02/04 Accept 14/06/04 Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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1963). O Na2CO3 devido ao seu pH alcalino, já vem sendo usado para determinar algumas formas de Si solúvel (CONLEY et al., 1993). Este sal também é usado para solubilizar a sílica da argila resultante do ataque sulfúrico (VETTORI, 1964), mas não apresenta bons resultados de correlação entre o Si “disponível” no solo e o absorvido

pelas plantas. Segundo Vogel (1981), os silicatos de metais alcalinos, quando hidrolisados, possuem reação alcalina elevando o pH. Portanto, em meio alcalino, estes materiais possuem menor solubilidade, a menos que se forneça ao meio uma fonte de prótons (NH4+). Assim sendo, a reação teoricamente pode tomar o seguinte caminho:

CaSiO3 + 2Na2CO3 + 4NH4NO3 → H4SiO4 + 4NH3↑ + CaCO3 + CO2↑ + 4NaNO3 Devido à necessidade de implementar estudos e estabelecer métodos confiáveis para avaliar o potencial dos fertilizantes em fornecer Si às plantas, estudou-se a dissolução do Si, presente em diferentes fontes, com o extrator de carbonato de sódio + nitrato de amônio, em diferentes concentrações, tempo de agitação e de reação. A extração do Si nas fontes foi avaliada, correlacionandose o Si extraído com o Si acumulado pelas plantas de arroz.

MATERIAL E MÉTODOS As fontes contendo Si foram selecionadas e caracterizadas quanto à sua origem, teores totais de Si extraído com HF, Ca, Mg, PN (Poder de Neutralização) calculado e determinado, conforme apresentados no Quadro 1. Como material padrão para comparação entre as várias fontes de Si, utilizou-se a Wollastonita, produto mundialmente utilizado em estudos com Si e que apresenta um alto grau de pureza (CaSiO3).

Quadro 1. Caracterização química e origem das fontes contendo Si utilizadas no trabalho. MATERIAL

ORIGEM 

  Wollastonita Escória de alto-forno Escória de LD Escória de LD MB-4 Escória de alto-forno Escória de LD Escória de AOD Escória de LD Escória forno elétrico Escória de aço inox Escória de LD Cinza de xisto Xisto Serpentinito calcinado Serpentinito fosfático

Vanzil Silifértil Silifértil Rhodia (EUA) MIBASA CSN CSN Acesita Belgo Mineira Belgo (Siderme) Recmix Açominas Petrobrás SIX Petrobrás SIX SAMA SAMA

Si CaO MgO  Total Calculado -1 ————— g kg ———— 234,6 424,3 1,9 179,1 301,4 75,2 57,3 409,4 72,7 215,2 435,0 6,8 223,8 22,3 191,4 155,8 425,3 52,3 50,9 281,9 76,1 47,1 564,2 57,8 81,1 395,2 95,5 73,9 257,3 125,7 108,4 367,0 94,3 52,2 276,3 28,5 291,0 23,5 18,8 247,3 20,0 16,0 108,4 367,0 94,3 52,2 276,3 28,5

PN (1) PN Determinado ——E.%CaCO 3(2)—— 76,4 73,5 72,6 70,0 91,3 90,5 79,6 63,0 51,5 33,0 89,1 87,5 69,3 96,0 115,3 118,5 94,4 102,5 77,2 95,0 89,1 87,5 56,5 91,5 4,7 4,7 4,0 3,9 89,1 87,5 56,5 91,5

(1) PN - Poder de Neutralização equivalente em CaCO3 (2) %E.CaCO3 = percentual equivalente em CaCO3.

Buscando-se determinar qual o protocolo mais adequado de extração de Si usando o Na2CO3 + NH4NO3

como extrator, as seguintes variações foram testadas: a) Tempo de agitação: frascos contendo 0,1 g do material Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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(fontes) e 50 cm3 da solução extratora (Na2CO3 50 g dm-3 + NH4NO3 80 g dm-3) foram agitados por períodos de 1, 3, 6 e 12 h a 60 rpm. Após a agitação, o extrato foi filtrado e 1 cm3 da solução foi retirada para a determinação do Si por colorimetria. Foram feitas 4 repetições para cada tempo usando-se três fontes (Wollastonita, Recmix e Rhodia). Os dados foram analisados em esquema fatorial (3 fontes x 4 tempo de agitação) e a comparação de médias feita pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. b) Concentração do extrator e tempo de contato com o material: para avaliar a concentração do extrator na solubilização do Si, 0,1 g de cada fonte foi misturado a 50 cm3 de carbonato de sódio (Na2CO3) nas concentrações de 10, 30, 50 e 100 g dm-3. Em seguida, acrescentou-se 50 cm3 de nitrato de amônio nas concentrações de 16, 48, 80 e 160 g dm-3. A mistura foi agitada por 1 h em recipientes plásticos. Após a agitação, foi feita a determinação de Si na mistura (solução + fonte de Si), em todas as concentrações, após o tempo de repouso de 1h, 1, 2, 5, 9, 14 e 21 dias. As análises, também, foram feitas com 4 repetições usando-se três fontes (Wollastonita, Recmix e Rhodia). Os dados foram analisados em esquema fatorial (3 fontes x 4 concentração x 7 tempos) e a comparação de médias feita pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. c) Tempo de contato com os materiais: para avaliar o tempo de contato do extrator na solubilização do Si das fontes, 0,1 g das mesmas foi misturado a 50 cm3 de carbonato de sódio (Na2CO3) nas concentrações de 10 g dm-3. Em seguida se acrescentou 50 cm3 de nitrato de amônio nas concentrações de 16 g dm-3. A mistura foi agitada por 1 h em recipientes plásticos. Após a agitação foi feita a determinação de Si no extrato em todas as concentrações nos tempos de 1h, 1, 2, 5, 9, 14 e 21 dias. Os dados foram analisados em esquema fatorial (16 fontes x 7 determinações), a comparação de médias entre as fontes feita pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade e de cada fonte determinou-se a regressão da liberação percentual de Si, obtida entre o Si liberado dividido pelo Si total, ao longo do tempo de contato com o extrator. A determinação colorimétrica do Si, nos diferentes extratos, foi realizada por meio da formação do complexo beta-molibdosilícico adicionando-se 1 cm3 da solução sulfo-molíbdica 75 g dm-3 (7,5 g de molibdato de amônio + 10 cm3 de ácido sulfúrico). Após 10 minutos, foram acrescentados 2 cm3 de ácido tartárico (200 g dm-3) e, após 5 minutos, o complexo foi reduzido com 10 cm3 de ácido ascórbico (3 g dm -3). Depois de uma hora de repouso para desenvolvimento de cor, fez-se a leitura do Si em espectrofotômetro, no comprimento de onda de 660 nm (KILMER, 1965).

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Para avaliar a capacidade das fontes no fornecimento de Si para as plantas, um experimento com a cultura do arroz (variedade Formoso - EMBRAPA) foi instalado em casa-de-vegetação, utilizando-se vasos contendo 5 kg de TFSA. O solo usado, foi coletado na camada subsuperficial (abaixo de 30 cm) no município de Comendador Gomes – MG, foi classificado como NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Órtico típico (EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA, 1999). Este solo apresenta baixo teor de Si “disponível” em ácido acético. Os atributos químicos do solo usado no experimento são: pH (CaCl2) 4,4; P 56 mg dm-3 (extraído por H2SO4 0,025 molc dm-3 + HCl 0,05 molc dm-3); Si 3 mg dm-3; Al 1,0 cmolc dm-3; Ca 0,2 cmolc dm-3; Mg 0,1 cmolc dm-3; Soma de bases 0,4 cmolc dm-3; CTCefetiva 1,4 cmolc dm-3; CTC(pH 7) 5,2 cmolc dm-3; V 7 %; m 71 %; e matéria orgânica 15 g kg-1. Cada vaso recebeu a aplicação de 313 mg de Si (equivalente à cerca de 125 kg ha-1 de Si total ou 268 kg ha-1 de SiO2) de cada fonte. Antes de serem aplicadas no solo, as amostras das fontes foram secas e peneiradas por uma malha de 0,3 mm (ABNT no 50). Em função dos teores de Ca e Mg das fontes, foram adicionados carbonato de cálcio e magnésio aos tratamentos com a finalidade de equilibrar os teores destes elementos e pH no solo dos vasos. Esta metodologia foi adotada para isolar parcialmente o efeito do Si liberado pelas fontes às plantas, já que parte desses materiais (principalmente as escórias de siderurgia) são corretivos de solo e fonte de Ca e Mg. Em seguida o solo foi umedecido até 70% da capacidade máxima de retenção de água para que ocorressem as reações químicas. A quantidade de água inicialmente aplicada, ao solo de cada vaso, foi de 860 cm3, determinado pela diferença de peso entre o solo seco e o solo na capacidade de campo obtido 24 h após sua saturação com água. Determinou-se, por pesagem, periodicamente, a perda de água por evaporação e procedeu-se a reposição desta durante o período de incubação. O solo foi incubado por 40 dias e ao final do mês de janeiro de 2001 foi semeado o arroz. Os nutrientes associados às fontes foram integralmente balanceados de tal forma que todos os vasos receberam quantidades iguais de nutrientes. Além disso, quantidades suficientes de macro (N 1,2; P2O5 1,0; K2O 1,4; e S 0,3 g por vaso) e micronutrientes (6 ml por vaso de uma solução com: B 0,5; Mn 0,5; Zn 0,085; Cu 0,025; Fe 4,0; e Mo 0,015 g dm-3) foram adicionadas ao solo através de solução divididas em 10 vezes com o objetivo de atender as necessidades das plantas de arroz. Depois de formada a terceira folha, os vasos foram inundados Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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com uma lâmina de água de aproximadamente 1 cm quando então se realizou o desbaste, deixando-se 20 plantas por vaso. A colheita do arroz para avaliação da produção de massa seca e Si absorvido foi realizada com, aproximadamente, 150 dias de idade. A análise do Si nas plantas de arroz foi feita segundo método descrito por Elliott; Snyder (1991). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com 4 repetições e a comparação de médias feita pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. O Si extraído pelas plantas de arroz de cada uma das fontes foi correlacionado com o Si determinado nos diferentes tempos de contato do material com o extrator (1h, 1, 2, 5, 9, 14 e 21 dias). RESULTADOS E DISCUSSÃO O tempo de agitação de três horas foi o que propiciou, em média, maior extração de Si (Quadro 2),

mas o tempo não afetou a extração de Si na Wollastonita; também não houve diferença entre 1 e 6 horas, para a Recmix. A liberação de Si pela Wollastonita indica a necessidade de tempo maior de agitação para maior eficiência na extração. Nas quatro concentrações do extrator (Quadro 3), verificou-se que houve diferenças significativas entre elas, sendo que o aumento na concentração dos extratores reduziu a quantidade de Si recuperado. A concentração de 100 + 160 g dm-3 foi a que menos extraiu Si, diferindo das demais. A concentração de 50 + 80 g dm-3 não diferiu das menores concentrações para a Wollastonita, mas diferiu de 10 + 16 g dm-3 para a Recmix e 30 + 48 g dm3 para a Rhodia. As concentrações que apresentaram os maiores teores de Si foram as mais baixas, com 10 + 16 g dm-3 e 30 + 48 g dm-3 de Na2CO3 + NH4NO3, diferindo das demais. Em função disso, a avaliação das fontes foi realizada usando-se a menor concentração testada.

Quadro 2. Extração de Si em função do tempo de agitação. Tempo de agitação 1h 3h 6h 12h C.V. (%)

Fonte Média Wollastonita Recmix Rhodia —————————————————————g kg -1—————————————— 9,1 33,2 a 23,9 c 22,1 b 11,5 35,3 a 32,1 a 26,3 a 11,7 32,1 a 27,7 bc 23,8 ab 11,8 26,3 b 29,7 ab 22,6 b 9,5

* Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade

Quadro 3. Extração de Si por diferentes concentrações do extrator (Na2CO3 + NH4NO3) (média de 7 leituras: 1h, 1, 3, 5, 9, 14 e 21 dias). Concentração

Fonte

Na2CO3 + NH4NO3

Wollastonita Recmix Rhodia -1 ———————————————g kg ———————————— 57,5 a 44,0 a 67,7 b 56,4 57,2 a 42,2 b 69,4 a 56,3 56,8 a 41,9 b 66,2 b 55,0 52,1 b 38,2 c 62,0 c 50,8 4,5

10 + 16 g dm-3 30 + 48 g dm-3 50 + 80 g dm-3 100 + 160 g dm-3 C.V. (%)

Média

a a b c

* Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade

No Quadro 4, observa-se os resultados de Si, de todas as fontes, extraídos com 10 g dm-3 de Na2CO3 e

16 g dm-3 NH4NO3, em função do tempo de repouso do extrator em contato com as fontes. Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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Tempo de repouso Média 1h 1 dia 2 dias 5 dias 9 dias 14 dias 21 dias   -1 ——————————————————— Si, g kg ———————————————————————— 0,8 i 12,7 c 28,9 c 54,6 b 72,6 b 92,3 a 101,2 a 51,8 b 0,9 i 2,0 h 2,5 hi 6,5 gh 11,9 gh 12,4 ef 11,1 fg 6,7 j 10,9 cd 12,7 cd 14,8 e 19,3 de 18,9 de 24,2 d 23,2 d 17,7 e 12,4 b 49,6 a 63,8 a 67,0 a 84,0 a 92,2 a 99,1 a 66,9 a 1,4 i 1,0 h 2,0 i 4,5 hi 4,4 j 8,6 gh 9,2 g 4,4 kl 2,2 hi 1,7 h 3,2 hi 4,8 hi 8,4 i 8,1 h 9,0 g 5,3 k 5,4 fgh 7,1 g 11,4 g 12,3 fg 22,6 de 16,6 ef 19,1 e 13,5 h 11,7 cd 12,4 de 16,6 ef 22,2 e 24,7 ef 26,7 d 22,8 ef 19,6 f 10,0 de 9,9 ef 13,3 efg 14,2 f 22,1 de 18,8 e 18,3 ef 15,2 g 14,2 bc 15,8 c 23,4 d 26,1 d 27,8 d 32,7 c 38,6 c 25,5 d 30,7 a 37,0 b 45,2 b 44,6 c 46,7 c 48,0 b 55,9 b 44,0 c 6,6 ef 5,6 fg 8,4 fg 7,5 fg 10,6 hi 11,0 fg 10,1 g 8,5 i 2,1 hi 1,3 h 4,7 h 4,2 hi 5,6 j 7,6 h 3,4 h 4,1 l 0,5 i 0,9 h 4,6 hi 3,5 i 1,5 k 6,5 h 9,2 g 3,8 l 5,2 fg 5,0 fg 8,4 fg 8,0 fg 13,4 fg 12,9 ef 8,6 g 8,8 i 2,7 ghi 1,7 h 4,0 hi 4,5 hi 8,8 i 7,7 h 2,9 h 4,6 kl 5,9

* Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade

Wollastonita Silifertil AF Silifertil LD Rhodia MB-4 CSN AF CSN LD Acesita AOD Belgo LD Belgo (Siderme) Recmix Açominas LD Cinza Xisto Serpentinito calcinado Serpentinito fosfático C.V (%)

 Fontes  

Quadro 4. Extração de Si por Na2CO3 + NH4NO3 (10 + 16 g dm-3) de diferentes fontes silicatadas, em função do tempo de repouso. Disponibilidade de silício... PEREIRA, H. S. et al.

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aumentando ao longo do tempo, e a Rhodia se coloca como intermediária entre estas duas fontes. Assim, o comportamento das demais fontes, podem corresponder a uma variação destas formas de liberação (rápida, lenta e gradativa) de Si. Pode-se esperar que uma fonte que apresente uma liberação mais lenta apresente efeito residual mais prolongado. Dentre as fontes testadas, verificou-se que as escórias de alto-forno, o xisto, a cinza de xisto, o MB-4 e os rejeitos foram às fontes que apresentaram a menor liberação de Si, em quase todas as determinações, apesar de algumas delas apresentarem elevada concentração de Si total. De acordo com a Figura 1, observou-se que a maioria das fontes atingiu seu máximo de liberação de Si aos 14 dias. Algumas fontes apresentaram pequenos aumentos aos 21 dias, tendendo para uma estabilização. Somente o xisto e a CSN AF apresentaram regressões lineares, e baixos teores de Si disponível, embora apresentem altos teores de Si total (Quadro 1).

O Si extraído das fontes diferem significativamente entre si. Após 1 hora, a Recmix foi à fonte que liberou mais Si seguida pela Rhodia e Siderme. Após 1 dia de repouso a fonte Rhodia superou a Recmix na liberação de Si, seguida pela Siderme e Wollastonita. Em geral, as fontes apresentaram aumentos na liberação de Si ao longo do tempo conforme mostram as equações de regressão na Figura 1, porém, após 14 dias houve a diminuição de Si para algumas fontes e queda para outras. A Wollastonita, na primeira determinação (1 hora) apresentou um dos valores mais baixos de Si. Após o repouso de 5 dias, a Wollastonita já se apresentava como a segunda fonte com maior liberação de Si, superando a Recmix. Ao final de 21 dias, a Wollastonita foi à fonte que apresentou maior liberação de Si, seguida pela Rhodia e pela Recmix. Em relação ao comportamento destas três fontes no solo, pode-se deduzir que, a fonte da Recmix apresenta o Si bastante disponível, sendo liberado rapidamente para a solução do solo, enquanto que a Wollastonita apresenta uma liberação mais lenta, que vai

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y = -0,12x2 + 4,41x + 1,89* *

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6LOLIHUWLO$) y = -0,03x + 0,93x + 0,12** R2 = 0,98

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y = -0,07x2 + 2,51x + 20,03** R2 = 0,94

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y = -0,07 x + 1,58 x + 2,5 5** 2

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Dias

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Dias

Figura 1. Solubilidade percentual em relação ao Si total de cada fonte em função do tempo de repouso da solução fonte/extrator. ** significativo a 5 e 1%. Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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Os resultados mostram que não houve efeito das fontes de Si sobre a produção de massa seca da parte aérea (Figura 2). Apesar disso, constata-se que a escória da Rhodia e a Wollastonita foram às fontes que apresentaram maiores teores de Si na matéria seca e as que mais acumularam Si da parte aérea do arroz (Figura 3), não diferindo entre si, seguidas da Siderme, Recmix,

110 RV DY 100 J  DF 90 HV D 80 VV D 70 P H GR 60 mo XG 50 RU 3 Te s

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CS N CS A F N L Rh D od i M a B Be - 4 lg o LD

C.V.(%) = 7,5 dms 5% = 16,3

te W mu ol nh la st a on ita

 

Belgo Mineira e Acesita, as quais não diferiram da Wollastonita (padrão). Espera-se que quanto maior os teores de Si e o Si acumulado na parte aérea, mais eficiente deverá ser a fonte quanto à liberação de Si às plantas. Considerando apenas o Si acumulado, percebese que as escórias da Silifértil e da CSN, ambas de forno LD, também não diferiram da Wollastonita.

Figura 2. Produção de massa seca da cultura do arroz em g vaso-1 150 dias após a germinação.

10,0 a

ab

bd

ce

6,0

cf

bd

ac

bd

dg

eh

4,0

hi

hi

i

2,0

a

0,8 ab

b

0,6

bc

bc

bc

cd

cd

0,4

bc

bc

de e

e

0,2 0,0

Re cm Si ix de rm e A ce si ta

CS N A CS F N L Rh D od M ia B Be - 4 lg o LD

0,0 Te st e W mu ol nh la st a on ita

 

C.V.(%) = 15,5 dms 5% = 0,14

Re cm Si ix de r A me ce si ta

8,0

RV DY J  RG DO X P XF DL 6

CS N A CS F N L Rh D od M ia B Be - 4 lg o LD

JN J D FH VD VV D P DQ L 6

1,0

Te st e W mu ol nh la st a on ita

 

C.V.(%) = 12 dms 5% = 0,16

Figura 3. Teor de Si na massa seca e Si acumulado na cultura do arroz 150 dias após a germinação. Médias seguidas pela mesma letra não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de probabilidade As demais fontes de Si tiveram comportamento inferior ao padrão (Wollastonita), sendo que a CSN de alto-forno e a MB-4 não diferiram da testemunha, o que indica que estas duas fontes, embora contendo altos teores de Si, liberam poucos Si para as plantas, isto é, são pouco reativas no solo. As demais escórias, como a Açominas e a Silifertil de alto-forno, tiveram comportamento intermediário entre a Wollastonita e a testemunha. As correlações entre o Si acumulado pelas plantas

de arroz e a quantidade de Si extraído pelo Na2CO3 a 10 g dm-3 + NH4NO3 a 16 g dm-3, nos diferentes tempos de repouso, são apresentados na Figura 4. A maior correlação entre o Si extraído pelas plantas de arroz e o Si extraído das fontes pelo Na 2CO3 + NH 4NO3 ocorreu entre 5 (R2=0,70**) e 9 (R2=0,70**) dias de repouso. Resultados similares foram obtidos por Kato & Owa (1997) com 20 amostras de diferentes escórias e usando como extrator uma resina trocadora de cátions ácida (amberlite IRCBiosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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PEREIRA, H. S. et al.

50). Neste trabalho, os autores obtiveram correlações de R2=0,68 (significativa a 1%) entre o Si extraído pelas plantas de arroz e o Si recuperado pelo extrator das escórias.

J N J V HW QR I VD Q RG tD UW [ HL 6

y = 26,43x - 3,68** R2 = 0,18

10 5 0 0,0

0,2

GLD

 

20 15

O extrator Na2CO3 + NH4NO3 na concentração de 10 g dm-3 + 16 g dm-3 e tempo de repouso de 5 dias, pode ser promissor na caracterização da solubilidade do Si disponível para as plantas contido em escórias e fertilizantes com Si. J N J V WH QR I VD Q RG tD UW [ HL 6

KRUD

 

CONCLUSÕES

0,4

0,6

0,8

60 y = 81,65x - 24,63** R2 = 0,56

50 40 30 20 10 0 0,0

0,2

GLDV 70

40 30 20 10 0 0,0

0,2

J N J V HW QR I VD Q RG tD UW [ HL 6

GLDV

 

y = 112,41x - 33,68** R2 = 0,66

60 50

0,4

0,6

0,8

6LDFXP XODGRSH ORDUU R]JYDV R

70 y = 129,48x - 37,56** R2 = 0,70

60 50 40 30 20 10 0 0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

6LDFXPXODGRSH ORDU UR]JYDVR 




 J 100 N J y = 157,89x - 45,06** V 80 R2 = 0,70 HW QR 60 I VD Q 40 RG tD 20 WU[ 0 HL 0,2 0,4 0,6 6 0,0 6LDFXP XODGRSH OR DUU R]JYDV R

 

J100 N J V 80 HW QR60 I VD Q 40 RG tD 20 WU[ 0 HL 6 0,0




 

0,8

y = 178,2x - 51,59** R2 = 0,64

0,2

0,4

0,6

0,8

6LDFXP XODGRSH ORDUU R]JYDV R



J N100 J V 80 HW QR60 I VD Q 40 RG tD 20 WU[ 0 HL 0,0 6

0,8 



 

0,6

6LDFXPXODGRSH ORDU UR]JYDVR

6LDFXPXODGRSH ORDU UR]JYDVR

J N J V HW QR I VD Q RG tD UW [ HL 6

0,4



GLDV



y = 195,27x - 57,49** R2 = 0,62

0,2

0,4

0,6

0,8

6LDFXP XODGRSH ORDUU R]JYDV R 

Figura 4. Correlação entre o Si extraído das fontes pelo Na2CO3 a 10 g dm-3 + NH4NO3 a 16 g dm-3 e o Si acumulado na parte aérea do arroz nos diferentes tempos de contato da fonte com o extrator, após a agitação. ** significativo a 5 e 1% Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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PEREIRA, H. S. et al.

ABSTRACT: An extraction method of silicon (Si) in sources was developed to quantify the potentially available Si to the plants. The method is based on the breakup of the Si content materials in an alkaline extractor of Na2CO3+NH4NO3. Different shaking times (1, 3, 6 and 12 hours), different extractor concentrations (10 + 16g dm-3, 30 + 48 g dm-3, 50 + 80 g dm-3 and 100 + 160 g dm-3 of Na2CO3 +NH4NO3 respectively) and different times of contact with the fertilizer (1 hour, 1, 2, 5, 9, 14 and 21 days), were used to evaluate the appropriate extraction condition. Simultaneously, an experiment was carried out in the greenhouse using flooded rice crop with an application of 125 kg ha-1of Si from 12 different Si sources. The result from 3 hours shaking has been superior statically to the others, but the shaking time did not show to be fundamental to Si determined when increased solubility along the rest time period of extraction was evaluate. The concentrations of 10 + 16 g dm-3 and 30 + 48 g dm-3 of Na2CO3 + NH4NO3 were shown to be the most promising extraction. The smallest concentration (10 + 16 g dm-3) was used to evaluate the Si sources with relationship to resting time of extraction. It was observed that all the Si sources increased solubility along the rest time period, and 5 and 9 days tested period were better correlated with Si uptake by the rice plants. According to the results, Na2CO3 + NH4NO3 extractor can evaluate Si in the sources and can be used as a method to determine the potential Si release in the soil and the availability to the plants. UNITERMS: Extraction of silicon, Rice, Extraction method, Silicates, Slags.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS M. P. BARBOSA FILHO, M. P.; SNYDER, G. H.; PRABHU, A. S.; DATNOFF, L. E.; KORNDÖRFER, G. H. Importância do silício para a cultura do arroz. Informações Agronômicas. Piracicaba, n. 89, p. 1-8, mar, 2000 (Encarte Técnico). BRASIL. Ministério da Agricultura. Secretaria Nacional de Defesa Agropecuária, Divisão de Corretivos e Fertilizantes Inspeção e fiscalização da produção e do comércio de fertilizantes, corretivos, inoculantes, estimulantes e biofertilizantes destinados à agricultura - Legislação e Fiscalização. Brasília, DF, 1982. 88 p. CONLEY, D. J.; SCHELSKE, C. L.; STOERMER, E. F. Modification of the biogeochemical cycle os silica with eutrophication. Mar. Ecol. Prog. Ser., Oldendorf/Luhe, v. 101, n. 1, p. 179-192, ago, 1993. ELLIOTT, C. L.; SNYDER, G. H. Autoclave-induced digestion for the colorimetric determination of silicon in rice straw. J. Agric. Food. Chem., Washington, v. 39, n. 6, p. 1118-1119, jun, 1991. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília, 1999. 412 p. KATO, N.; OWA, N. Dissolution of slag fertilizers in a paddy soil and Si uptake by rice plants. Soil Sci. Plant Nutr. Baltimore, v. 43, n. 2, p. 329-341, abr, 1997. KILMER, V. J. Silicon. In: Methods of soil Analysis. Part 2, Chemical and Microbiologycal Properties. Madison:Americam Society Agronomy, 1965. p. 959-962. (Agronomy, 9). McKEAGUE, J. A.; CLINE, M. G. Silica in the soil. Advan. Agron. San Diego, v. 15, n. 2, p. 339-396, jun, 1963. NATIONAL INSTITUTE OF AGRO-ENVIRONMENTAL SCIENCES. Official methods of analysis of fertilizers. Tsukuba:Foundation Nohrin Kohsaikai, 1987. p.36-48. SAVANT, N. K.; KORNDORFER, G. H.; DATNOFF, L. E.; SNYDER, G. H. Silicon Nutrition and Sugarcane Production: A review. Journal of Plant Nutrition. New York, v. 22, n. 12, p. 1853-1903, out, 1999. Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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Disponibilidade de silício...

PEREIRA, H. S. et al.

SNYDER, G. H. Methods for silicon analysis in plants, soils, and fertilizers In: DATNOFF, L. E.; KORNDÖRFER, H. K.; SNYDER, G. H. (Coord.). Silicon in agriculture. Amsterdm:Elsevier Science B.V., 2001. p.185-196. TAKAHASHI, K. Effects of slags on the growth and the silicon uptake by rice plants and the available silicates in paddy soils. Bull. Shikoku Agric. Exp. Stn., Tokyo, v. 38, n. 1, p. 75-114, mar, 1981. VETTORI, L. Métodos de análise de solos. Rio de Janeiro:Ministério da Agricultura, 1964. 24 p. VOGEL, A. Química analítica qualitativa. 5. ed. São Paulo:Mestre Jou, 1981. 665 p.

Biosci. J., Uberlândia, v. 20, n. 2, p. 47-56, May/Aug. 2004

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